OPPC技術標準化的研究與應用

徐巍峰+劉縉軍+朱利鋒+凌軍+劉亞民+陳新安+王華秋

摘 要：光纖復合架空相線（OPPC）是將光纖單元復合在架空相線中的光纜，具有電能傳輸和光通信信號傳輸?shù)碾p重功能。國網(wǎng)浙江省電力公司麗水供電公司結合輸電線路改造，開展了OPPC在10kV輸電線路的應用研究，編寫了《OPPC技術標準》和《OPPC安裝作業(yè)指導書》。文章主要介紹了OPPC及其智能在線監(jiān)測系統(tǒng)在低壓電網(wǎng)線路上的首次設計和標準化應用。隨著OPPC在低壓電網(wǎng)線路中的應用，編制規(guī)范化、專業(yè)化的OPPC應用標準，將使OPPC在更高電壓等級線路上的應用得到進一步推廣，同時能夠為電力線路的智能化改造提供借鑒。

關鍵詞：OPPC；技術標準化；應用研究

中圖分類號：F407.61 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）19-0176-02

目前國內(nèi)常用的ADSS、OPGW、普纜三種光纜存在有使用壽命短、纖芯不足、容易被外力破壞的缺點。而光纖復合架空相線（Optical fiber composite overhead phase conductor，以下簡稱OPPC）同時具有相線架空與光纖通信的功能，能夠有效改善這些缺點。2005年，國內(nèi)首條OPPC試應用，隨后OPPC在全國各地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)中進行初步應用。目前國內(nèi)缺乏的OPPC相應產(chǎn)品的完整規(guī)范和電力行業(yè)技術標準。主要由制造商和用戶協(xié)商進行OPPC的檢驗和驗收。根據(jù)相關調(diào)查與研究，目前OPPC相關的標準仍不存在。標準是科學管理的基礎，是技術發(fā)展的保障。所以，要實現(xiàn)OPPC在智能電網(wǎng)建設中的信息化目標，急切需要編寫完整的OPPC技術標準。

1 技術標準內(nèi)容

OPPC技術標準將對光纖復合架空相線（OPPC）的定義、產(chǎn)品型號和標記、結構、交貨長度、性能特性、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、運輸和貯存提出標準規(guī)范要求。該技術標準將適用于OPPC，主要用于10kV～500kV電壓等級的輸電線路。主要內(nèi)容概述如下：

（1）“范圍”，主要規(guī)定標準對OPPC的定義、產(chǎn)品型號和標記、結構、交貨長度、性能特性、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、運輸和貯存進行了規(guī)范要求。

（2）“規(guī)范性引用文件”，主要規(guī)定對于OPPC技術標準的應用必不可少的相關文件。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本OPPC技術標準。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于OPPC技術標準。同時列出通過由OPPC技術標準的引用而成為該標準的條款。

（3）“術語和定義”，主要是為描述OPPC光纜結構和技術要求而定。介紹OPPC技術標準中的相關術語和定義，包括光纖復合架空相線（Optical fiber composite overhead phase conductor（OPPC））、光單元（optical unit）、額定抗拉強度（rated tensile strength（RTS））、最大允許拉力 （maximum allowable tension（MAT））、年平均運行張力 （everyday stress）、應變限量（strain margin）、允許載流量（allowable current capacity）、導線（conductor）、同心絞導線（concentric lay stranded conductor）、絞合方向（direction of lay）、節(jié)距（lay length）、節(jié)徑比 （lay ratio）和鋼比（steel ratio）。

（4）“產(chǎn)品型號和標記”，是技術標準不可缺少的內(nèi)容，該部分對OPPC進行規(guī)范，規(guī)定OPPC型號（包括型式、規(guī)格、光纖數(shù)量和類別）和標記。內(nèi)容的確定主要參照YD/T 908-2012《光纜型號命名方法》。例如：

光纖數(shù)量和類別：光纖數(shù)量代號用光纜中同類別光纖的實際有效數(shù)目的數(shù)字表示，當光纜中具有不同類別的光纖時，應當分別表示，中間用“+”相連。光纖類別代號表示如表1所示。

（5）“OPPC結構”，主要規(guī)定OPPC結構、光單元（包括光纖、保護管、阻水材料以及防腐油膏）、OPPC作為絞合導線的要求（包括絞合單線、表面、絞制、接頭、線密度-單位長度質量、額定抗拉強度以及直流電阻）。例如：導線的絞合節(jié)徑比應符合表2的規(guī)定，不銹鋼管位于所有絞合層的第一層，其節(jié)徑比與該層其他單絲的絞合節(jié)徑比相同。

額定抗拉強度：

單一絞線（鋁絞線、鋁合金絞線、鍍鋅鋼絞線、鋁包鋼絞線）的額定拉斷力應為所有單線最小拉斷力的總和。

鋼或鋁包鋼芯鋁（鋁合金）絞線的額定拉斷力，應為鋁（鋁合金）部分的拉斷力與對應鋁（鋁合金）部分在斷裂負荷下鋼或鋁包鋼部分伸長時的拉力的總和。

為規(guī)范及實用起見鋼或鋁包鋼部分的拉斷力偏安全地規(guī)定為：按250mm標距，1%伸長時的應力確定。

鋁合金芯鋁絞線的額定拉斷力為硬鋁線部分與鋁合金線部分95%的拉斷力的總和。

（6）“交貨長度”，規(guī)定OPPC交貨盤長應為訂貨合同中所要求的配盤長度，不允許有負公差。

（7）“性能特性”，規(guī)定與桿塔距離、弧垂要求、冰荷、風荷和懸掛點的允許張力有關的特性參數(shù)。其他要求可由用戶提出要求或雙方商定。特定性能包括設計結構、OPPC的特性參數(shù)、OPPC中的光纖性能（包括光纖的衰減特性和光纖的截止波長）、機械性能（包括OPPC的抗拉性能、OPPC的應力-應變性能、過滑輪性能、風激振動性能、舞動性能以及蠕變性能）、OPPC的電氣性能（包括直流電阻）以及OPPC的環(huán)境性能（包括溫度衰減性能、滴流性能以及滲水性能）。例如：

光纖的衰減系數(shù)：

光纖的典型最大衰減系數(shù)在1310nm波長下為≤0.36dB/km或在1550nm波長下為≤0.22dB/km。

光纖衰減點不連續(xù)性：

在1310nm和1550nm波長時，光纖連續(xù)長度上不應有超過0.10dB的不連續(xù)點。

光纖的衰減波長特性：

對于B1光纖，在（1285-1330）nm波長范圍內(nèi)的衰減值，相對于1310nm波長的衰減值，應不超過0.05dB/km。

對于B1和B4光纖，在（1525-1575）nm波長范圍內(nèi)的衰減值，相對于1550nm波長的衰減值，應不超過0.05dB/km。

（8）“試驗方法”，主要提出光纜的各項性能、試驗項目應按規(guī)定的試驗方法進行驗證。其中包括：OPPC結構檢查、光纖各項性能試驗、絞合前單線性能試驗、OPPC長度檢查、OPPC各項機械性能試驗、OPPC電氣性能試驗以及OPPC環(huán)境性能試驗。例如：

OPPC抗拉性能試驗：

a.試驗方法：GB/T 1179-2008中附錄B。

b.試驗條件：試樣長度不小于10m。

c.驗收要求：在承受不小于95%RTS而無任何絞合單線破斷。

注：特殊需求由用戶和制造廠商根據(jù)工程需要協(xié)商。

（9）“檢驗規(guī)則”，參考綜合了電力光纜的相關標準，主要對OPPC檢驗要求進行了規(guī)定。規(guī)定光纜產(chǎn)品檢驗分為出廠檢驗（或交收檢驗）和型式檢驗（或例行檢驗）。例如：

型式檢驗周期：

OPPC產(chǎn)品在下列情況之一時，應進行型式檢驗：

a.OPPC產(chǎn)品試制定型鑒定時。

b.正式生產(chǎn)后，如結構、材料、工藝有較大改變，可能影響產(chǎn)品性能時。

c.正常生產(chǎn)時，應每三年進行一次。

d.停產(chǎn)半年以上，恢復生產(chǎn)時。

e.出廠檢驗結果與上次型式檢驗有較大差異時。

f.主管質量監(jiān)督機構提出進行型式檢驗要求時。

g.大批量產(chǎn)品的買方要求在驗收中進行型式檢驗時。

（10）“包裝、標志及標簽、運輸和儲存”，主要規(guī)定光纖復合架空相線（OPPC）的包裝、標志及標簽、運輸和儲存等方面內(nèi)容。

2 應用實例

OPPC技術標準的實際應用以浙江省麗水市青田縣東門209線為例。浙江省麗水市青田縣東門209線為青田公司局大樓至35kV城南變的一條10kV線路，該段線路在運行光纜為04年投運的12芯普通光纜，存在光纜老化、故障率高、纖芯不足、無法滿足業(yè)務發(fā)展需要等問題，急需建設一條24芯光纜。該線路路由多為公路邊、鐵路邊，線路架設環(huán)境條件復雜，桿路多為12米水泥桿，若建設ADSS光纜存在對地安全距離達不到要求，不能滿足跨公路高度要求，無法解決防盜、防外力破壞等問題，且對桿塔受力有特殊要求，架設光纖復合架空相線（OPPC）將有效解決此類問題，完善青田地區(qū)南環(huán)光纜通信網(wǎng)和麗水地區(qū)光纜通信網(wǎng)。

2.1 實施內(nèi)容

根據(jù)麗水青田供電公司所轄10kV東門209線實際運行情況，提出青田供電公司局大樓至35kV城南變的OPPC改造方案。將東門209線1#-51#三相導線中的一根導線改造成光纖復合架空相線（OPPC），線路全長3.2km，其中OPPC線路長度為2.734km，形成青田公司局大樓通信機房——35kV城南變的光纜通信通道。

2.2 OPPC技術標準選型應用

本工程原導線型號為：LGJ-240/30，更換為OPPC的相應型號為：OPPC-24B1-240/30。導線與OPPC的參數(shù)比較如表3所示。

從表3可以看出，該工程中設計的OPPC導線在直徑、截面積、單位質量、拉斷力等機械特性與光纖復合架空相線（OPPC）技術標準所規(guī)定的各項性能特性相符，同時具有普通兩相導線的全部性能，在滿足導電性能的同時滿足通信的要求。

3 結束語

在我國電力通信網(wǎng)中， ADSS和OPGW兩電力特種光纜已經(jīng)實踐應用多年，有著較為豐富和成熟的經(jīng)驗和相關技術標準，與其相比，OPPC應用仍然處于初級市場培育階段，沒有系統(tǒng)地建立相應的規(guī)范和標準，包括產(chǎn)品、相應附件標準和檢驗標準等。由于OPPC的眾多優(yōu)勢，OPPC近年來的應用呈現(xiàn)上升態(tài)勢，其相關的配套設備、材料、工具以及制造工藝將面臨著越來越嚴苛的要求。技術標準的發(fā)展與科學技術的進步息息相關密不可分。OPPC技術標準遵循全面性、實用性、差異性和前瞻性的原則，從產(chǎn)品型號和標記、性能特性、試驗方法、檢驗規(guī)則等方面規(guī)定了規(guī)范要求，在OPPC施工作業(yè)實踐中有效提高工作成效，降低投資成本，提升整個項目實施的科學管理水平，經(jīng)濟和社會效益顯著，在今后的光纖復合架空相線（OPPC）施工改造進程中，具有廣闊的推廣應用前景和意義。

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